Gips und Bassanit zählen zu den meistverwendeten Baustoffen. Ein Konsortium unter BAM-Leitung hat nun eine nachhaltigere Methode zur Herstellung entwickelt.
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Ein internationales Konsortium unter Leitung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und des spanischen Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra hat eine nachhaltige Methode zur Umwandlung von Gips in Bassanit vorgestellt. Der neuartige Ansatz verwendet Wasserlösungen mit hohem Salzgehalt, um eine Umwandlung bei deutlich niedrigeren Temperaturen als bisher zu erreichen.
Gips, wissenschaftlich bekannt als Calciumsulfat-Dihydrat, ist ein natürlich vorkommendes Mineral. Bassanit oder Kalziumsulfat-Halbhydrat, das gemeinhin als „Gips aus Paris“ bezeichnet wird, wird dagegen synthetisch durch Dehydratisierung von Gips gewonnen. Dieses Material ist aus der modernen Bauindustrie nicht wegzudenken, da es als schnell abbindender Putz und als Kernbestandteil verschiedener Baumaterialien dient.
Die Umwandlung von Gips in Bassanit erfordert allerdings hohe Temperaturen von bis zu 200 Grad Celsius, was zu einem erheblichen Energieverbrauch führt. Gleichzeitig ist das bisherige Verfahren häufig auf hochreine Gipsquellen beschränkt. Angesichts der weit verbreiteten Verwendung von Bassanit und Gips - den nach Portlandzement am zweithäufigsten verbrauchten Baustoffen - ist der Bedarf an nachhaltigeren Produktionsmethoden und Kreislaufwirtschaft offensichtlich. Dies ist umso dringlicher, als die Europäische Union davon ausgeht, dass Gips bis zum Jahr 2030 als kritischer Rohstoff eingestuft wird und die natürlichen Vorkommen abnehmen. Bislang werden Gipsabfälle – aus Sorge vor Kontaminationen – häufig auf Deponien entsorgt.
Aus diesem Grund haben die BAM und ihre spanische Partnerin in einer umfangreichen Studie untersucht, wie Gipsabfälle, die bei verschiedenen industriellen Prozessen im Überfluss anfallen, besser und effizienter genutzt werden können.
In diesem Rahmen wurde eine neue Methode entwickelt, die die für die Verarbeitung von Gips zu Bassanit benötigte Energie deutlich reduziert und somit erheblich zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen beiträgt. Damit steht der neue Ansatz im Einklang mit umfassenderen Umweltzielen und den Grundsätzen einer Kreislaufwirtschaft.
Erreicht werden konnte dies durch einen neuartigen Niedrigtemperatur-Umwandlungsprozess, bei dem anstelle von Luft ein rückgewinnbares Wassermedium eingesetzt wird. Um die Veränderungen von Gips bei der Umwandlung in Bassanit in Salzlösungen in situ zu beobachten, wurde die Röntgenstreuung des BESSY-II-Synchrotrons am Helmholtz-Zentrum in Berlin (HZB) und Raman-Spektroskopie genutzt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Bassanit in Lösungen mit hoher Ionenstärke über längere Zeit bestehen bleibt - eine wichtige Entdeckung, die bisherigen Annahmen über sein Verhalten in solchen Umgebungen widerspricht.